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| Semester | Frühjahrsemester 2022 |
| Angebotsmuster | Jedes Frühjahrsem. |
| Dozierende | Patrick Potts (patrick.potts@unibas.ch, BeurteilerIn) |
| Inhalt | The theory of quantum thermodynamics investigates how the concepts of heat, work, and temperature can be carried over to the quantum realm, where fluctuations and randomness are fundamentally unavoidable. Using measurement and feedback schemes, these fluctuations can be exploited to perform tasks that are otherwise forbidden by the laws of thermodynamics. This illustrates the need for taking into account fluctuations as well as the information acquired in measurements in a thermodynamic description. Preliminary Outline: I Introduction I.1 Basic concepts I.1.1 Linear Algebra I.1.2 The density Matrix I.1.3 Second Quantization I.2 Information theory II. Thermodynamic Equilibrium II.1 Grand Canonical Ensemble - The Gibbs State II.1.1 Subsystem of closed system II.1.2 Jaynes' maximum entropy principle II.1.3 Global Passivity II.2 Equivalence of ensembles in the thermodynamic limit III The Laws of Thermodynamics III.1 The General Scenario III.2 Entropy Production III.3 The First Law of Thermodynamics III.4 The Second Law of Thermodynamics III.5 The Zeroth Law of Thermodynamics III.6 The Third Law of Thermodynamics IV Markovian Master Equations IV.1 Derivation IV.2 The Laws of Thermodynamics IV.3 Other Approaches for describing open quantum systems V Quantum Thermal Machines V.1 Heat Engine V.2 Entanglement Generator V.3 Absorption Refrigerator VI Fluctuations VI.1 Stochastic Thermodynamics VI.2 Fluctuation Theorems VI.3 Thermodynamic Uncertainty Relations VI.4 Quantum Thermodynamics VI.5 Heat and Chemical Work VI.6 Internal Energy and Coherent Work VII The Thermodynamics of Information VII.1 Maxwell's Demon and Szilard's Engine VII.2 Fluctuation Theorems and Thermodynamic Uncertainty Relations VII.3 Information in the Quantum Regime |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Einsatz digitaler Medien | kein spezifischer Einsatz |
| Intervall | Wochentag | Zeit | Raum |
|---|---|---|---|
| wöchentlich | Montag | 10.15-12.00 | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| wöchentlich | Freitag | 08.00-12.00 | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Datum | Zeit | Raum |
|---|---|---|
| Montag 21.02.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 25.02.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 28.02.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 04.03.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 07.03.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Fasnachtsferien |
| Freitag 11.03.2022 | 08.00-12.00 Uhr | Fasnachtsferien |
| Montag 14.03.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 18.03.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 21.03.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 25.03.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 28.03.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 01.04.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 04.04.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 08.04.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 11.04.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 15.04.2022 | 08.00-12.00 Uhr | Ostern |
| Montag 18.04.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Ostern |
| Freitag 22.04.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 25.04.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 29.04.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 02.05.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 06.05.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 09.05.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 13.05.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 16.05.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 20.05.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Montag 23.05.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 27.05.2022 | 08.00-12.00 Uhr | Auffahrt |
| Montag 30.05.2022 | 10.15-12.00 Uhr | Physik, Alter Hörsaal 2, 1.22 |
| Freitag 03.06.2022 | 08.00-10.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 3.12 |
| Module |
Modul: Vertiefung Physik (Masterstudium: Nanowissenschaften) Modul: Vertiefungsfach (Masterstudium: Physik) |
| Leistungsüberprüfung | Lehrveranst.-begleitend |
| An-/Abmeldung zur Leistungsüberprüfung | Anm.: Belegen Lehrveranstaltung; Abm.: stornieren |
| Wiederholungsprüfung | keine Wiederholungsprüfung |
| Skala | 1-6 0,5 |
| Wiederholtes Belegen | beliebig wiederholbar |
| Zuständige Fakultät | Philosophisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, studiendekanat-philnat@unibas.ch |
| Anbietende Organisationseinheit | Departement Physik |